1 | \documentclass [12pt]{article} |
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9 | \newcommand{\K}{\mbox{${}^{40}\mbox{K}$}} |
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10 | \newcommand{\Cs}{\mbox{${}^{137}\mbox{Cs}$}} |
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11 | \newcommand{\Co}{\mbox{${}^{60}\mbox{Co}$}} |
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12 | \newcommand{\Ca}{\mbox{${}^{48}\mbox{Ca}$}} |
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13 | \newcommand{\Mo}{\mbox{${}^{100}\mbox{Mo}$}} |
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14 | \newcommand{\Mob}{\mbox{${}^{96}\mbox{Mo}$}} |
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15 | \newcommand{\Zr}{\mbox{${}^{96}\mbox{Zr}$}} |
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16 | \newcommand{\Cd}{\mbox{${}^{116}\mbox{Cd}$}} |
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17 | \newcommand{\Pu}{\mbox{${}^{100}\mbox{Pu}$}} |
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18 | \newcommand{\Pub}{\mbox{${}^{244}\mbox{Pu}$}} |
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19 | \newcommand{\Tc}{\mbox{${}^{100}\mbox{Tc}$}} |
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20 | \newcommand{\Ru}{\mbox{${}^{100}\mbox{Ru}$}} |
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21 | \newcommand{\Tl}{\mbox{${}^{208}\mbox{Tl}$}} |
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22 | \newcommand{\Bi}{\mbox{${}^{214}\mbox{Bi}$}} |
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23 | \newcommand{\Te}{\mbox{${}^{128}\mbox{Te}$}} |
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24 | \newcommand{\Teb}{\mbox{${}^{130}\mbox{Te}$}} |
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25 | \newcommand{\Xe}{\mbox{${}^{136}\mbox{Xe}$}} |
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26 | \newcommand{\Xeb}{\mbox{${}^{134}\mbox{Xe}$}} |
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27 | \newcommand{\Ge}{\mbox{${}^{76}\mbox{Ge}$}} |
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28 | \newcommand{\Se}{\mbox{${}^{82}\mbox{Se}$}} |
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29 | \newcommand{\Kr}{\mbox{${}^{82}\mbox{Kr}$}} |
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30 | \newcommand{\Nd}{\mbox{${}^{150}\mbox{Nd}$}} |
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31 | \newcommand{\Sm}{\mbox{${}^{150}\mbox{Sm}$}} |
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32 | \newcommand{\Ur}{\mbox{${}^{238}\mbox{U}$}} |
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33 | \newcommand{\Sn}{\mbox{${}^{124}\mbox{Sn}$}} |
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34 | \newcommand{\Pd}{\mbox{${}^{110}\mbox{Pd}$}} |
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35 | % |
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36 | % |
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37 | \begin{document} |
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38 | \title{ {\bf |
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39 | Rapport d'activit\'es pour les ann\'ees 1994-1997 |
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40 | } }\author{ |
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41 | J.E. Campagne \\ |
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42 | Laboratoire de l'Acc\'el\'erateur Lin\'eaire \\ |
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43 | IN2P3-CNRS et Universit\'e Paris Sud \\ |
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44 | B\^at. 200 - Centre d'Orsay - 91405 ORSAY CEDEX |
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45 | } |
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46 | \maketitle |
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47 | \vspace{3ex} |
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48 | % |
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49 | G.~Pichenot, dont j'\'etais le directeur de th\^ese, a soutenu en mai 1994 son |
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50 | analyse des donn\'ees du $\Mo$ prises avec le d\'etecteur NEMO-2. Nos efforts |
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51 | d'une part pour rendre op\'erationnelle la r\'ejection du fond externe par |
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52 | une analyse de temps de vol et d'autre part pour reconstruire les |
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53 | traces de tr\`es faible \'energie, ont permis la mise |
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54 | en \'evidence d'un signal clair de double d\'esint\'egration b\^eta avec |
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55 | neutrino d'environ |
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56 | 1100 \'ev\'enements constituant la plus grande statistique jamais recueillie |
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57 | sur cette |
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58 | r\'eaction. Ces r\'esultats ont fait l'objet de deux publications \cite{b48,b49}. |
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59 | |
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60 | L'analyse d\'evellop\'ee pour le $\Mo$ a \'et\'e utilis\'ee avec la m\^eme efficacit\'e |
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61 | pour les noyaux $\Cd$ \cite{b50,b51b} et $\Se$, $\Zr$ (en cours de publication). |
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62 | |
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63 | Tous ces noyaux seront \'etudi\'es de nouveaux avec de plus grande masse de produit et une |
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64 | plus grande efficacit\'e avec le d\'etecteur NEMO-3. Bon nombre des tests effectu\'es |
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65 | avec NEMO-2 depuis les prises de donn\'ees avec le $\Cd$ (changement des photomultiplicateurs |
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66 | pour de nouvelles s\'eries 1000 fois moins radioactif en $\K$; changement de la taille |
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67 | des scintillateurs de 2~cm d'\'epaisseur \`a 10~cm; changement de configuration du blindage |
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68 | avec ou sans parafine; ``run'' neutron; etc) ont \'et\'e effectu\'e dans le but de valider |
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69 | les choix pris lors du d\'ep\^ot de la proposition d'exp\'erience (fin 1993). |
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70 | |
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71 | Durant cette m\^eme p\'eriode de 1995-1996, j'ai r\'edig\'e un m\'emoire d'habilitation |
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72 | \cite{b51} qui passe en revue de mani\`ere assez approfondie les diff\'erences essentielles |
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73 | entre les neutrinos de Majorana (susceptible de produire la double d\'esint\'egration |
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74 | b\^eta sans neutrino) et les neutrinos de Dirac. La plus part des |
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75 | domaines de la physique des neutrinos sont abord\'es~: origine des masses et des m\'elanges |
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76 | entre familles, interaction \'electrofaible, |
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77 | m\'ecanisme de production, propagation virtuelle ou r\'eelle, ph\'enom\`ene d'oscillation, |
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78 | double d\'esint\'egration b\^eta... |
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79 | J'en ai profit\'e pour en extraire une \'etude \cite{b52} des limitations de |
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80 | visibilit\'e des oscillations de neutrinos dans le cas d'un faisceau |
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81 | issu de d\'esint\'egrations de pions en vol. Les tailles finies du d\'etecteur, de la cible, |
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82 | et de la longueur du tunnel de d\'esint\'egration des pions sont \`a la fois \`a |
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83 | l'origine des oscillations et la cause de leurs limitations. |
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84 | |
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85 | Le d\'etecteur NEMO-3 est en construction actuellement, le LAL a en charge (entre autre) |
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86 | le d\'etecteur de traces, constitu\'e d'environ 6000 cellules Geiger de 3~m de |
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87 | long. Actuellement, un secteur entier |
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88 | (1/20 de NEMO-3) est en test au LAL dans un caisson d\'edi\'e (possibilit\'e de faire |
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89 | le vide pour acc\'el\'erer le remplissage en gaz). Je participe aux |
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90 | tests qui devraient permettre dans un premier temps la |
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91 | validation du choix des fils anodique et cathodique, de la proc\'edure de tissage, |
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92 | du choix de la proportion d'alcool dans l'h\'elium (temp\'erature du bain \`a pression atmosph\'erique), puis de l'\'electronique dans un deuxi\`eme temps... |
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93 | Parall\`element \`a ces tests ``grandeur nature'', avec X. Sarazin nous mettons |
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94 | sur pieds un petit banc de test pour faire une |
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95 | premi\`ere estimation de la r\'esolution longitudinale de ces nouvelles cellules |
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96 | Geiger. |
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97 | Avec les fils de 1~m de NEMO-2, G. Pichenot et moi avions obtenu 5~mm; avec |
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98 | des fils de 3~m de NEMO-3, la question est de savoir si on trouve la m\^eme |
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99 | r\'esolution ou si elle se |
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100 | d\'egrade et de combien. Le banc de test en question est une id\'ee int\'eressante de |
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101 | X. Sarazin d'utiliser un laser UV pour faire de la double ionisation sur |
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102 | des impuret\'es contenues dans le gaz. En fait, pour le |
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103 | moment, nous avons certes obtenu un signal Geiger provenant d'un ph\'enom\`ene cr\'ee par le |
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104 | laser, mais il semble que le m\'ecanisme \`a l'origine soit plut\^ot \`a rechercher du |
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105 | c\^ot\'e des fils cathodiques. Cette mesure de r\'esolution longitudinale est cruciale pour |
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106 | la suite car, le d\'etecteur NEMO-3 se servira exclusivement de cette coordonn\'ee pour |
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107 | l'ajustement des traces dans la direction parall\`ele aux fils, |
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108 | contrairement \`a NEMO-2 o\`u les plans |
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109 | de fils \'etaient alternativement verticaux et horizontaux et donc pratiquement seule |
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110 | la coordonn\'ee transverse 10 fois plus pr\'ecise \'etait utile. Il est clair que de toute |
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111 | fa\c con un autre banc de test utilisant les rayons cosmiques sera mis en \oe uvre |
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112 | pour mesurer les r\'esolutions |
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113 | transverse et longitudinale avec pr\'ecision. |
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114 | Pour cel\`a il faut remettre sur pieds |
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115 | une partie de l'acquisition de NEMO-2 que je connais parfaitement et pouvoir disposer d'une partie de l'\'electronique de NEMO-3. |
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116 | |
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117 | Le Slow Control de NEMO-3 devra \^etre plus soign\'e que celui de NEMO-2, |
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118 | surtout que le |
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119 | nombre de cellule Geiger et de PM \`a surveiller sera au moins 10 fois plus grand. |
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120 | D'autre part il faut garder \`a l'esprit que durant la phase de NEMO-2 personne |
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121 | n'est all\'e en shift, et cette politique doit \^etre gard\'ee durant la |
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122 | prise de donn\'ee de NEMO-3. C'est pour |
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123 | cette raison que j'ai commenc\'e \`a utiliser un syst\`eme de surveillance |
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124 | mettant en jeu plusieurs machines UNIX (m\'ecanisme de client-serveur) |
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125 | et utilisant une programmation par r\'egles qui permet d'avoir une grande |
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126 | souplesse d'\'evolution de l'expertise. En utilisant |
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127 | un logiciel (CLIPS) de syst\`eme expert de la NASA et un langage de script |
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128 | interpr\'et\'e (Tcl/Tk) qui permet des interfaces ais\'ees avec les langages |
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129 | de shell UNIX, |
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130 | et de programmation C, une premi\`ere maquette a pu \^etre op\'erationnelle |
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131 | entre plusieurs machines UNIX (OSF, HP, RS). J'attend \`a pr\'esent l'achat par la |
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132 | collaboration de son mat\'eriel |
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133 | d'acquisition pour pouvoir valider les choix actuel d'architecture et |
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134 | \'etendre la base |
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135 | de donn\'ee de r\'egles pour des cas concrets (ex: surveillance du monitorage de la HT des |
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136 | cellules Geiger en fonction de la pression ambiante et de la temp\'erature du bain d'alcool). |
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137 | |
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138 | Enfin, la double d\'esint\'egration b\^eta sans neutrino n'est pas mon seul centre |
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139 | d'int\'er\^et dans la physique du neutrino, et j'observe d'un oeil tr\`es attentif avec |
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140 | quelque coll\`egues de Paris 6\&7, de Saclay et du LAPP, les n\'egociations au CERN en vue de |
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141 | la continuation du programme d'oscillation de neutrinos \`a l'horizon 2000. |
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142 | \begin{thebibliography}{99} |
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143 | \bibitem{b47} NEMO-3: a detector to investigate the neutrino mass in the 0.1~eV range. |
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144 | D. Dassie et al., |
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145 | contributed paper to NEUTRINO 94. |
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146 | \bibitem{b48} R. Arnold et al., Performances of a prototype tracking detector for double |
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147 | beta decay measurements. {\bf Nucl. Inst. and Meth. A354} (1995) 338. |
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148 | \bibitem{b49} D. Dassie et al., Two neutrino double beta decay measurement of ${}^{100}{\rm Mo}$. |
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149 | LAL-94-46, {\bf Phys. Rev. D51} (1995) 2090-2100. |
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150 | \bibitem{b50} R. Arnold et al., Observation of two neutrino double beta decay of ${}^{116}{\rm Cd}$ |
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151 | with the tracking detector NEMO 2, JEPT Letters {\bf 61}, No~3 (1995) 168,Pisma Zh.Eksp.Teor.Fiz.61 (1995) 168-171. |
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152 | \bibitem{b51} J.E Campagne, Effets de la nature de Dirac et de Majorana, ainsi que de la masse, |
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153 | sur le comportement du neutrino (habilitation). LAL-95-23. |
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154 | |
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155 | \bibitem{b51b} R. Arnold et al., Double-$\beta$ decay of ${}^{116}\mathrm{Cd}$, |
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156 | {\bf Z. Phys. C72} (1996) 239-247. |
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157 | |
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158 | \bibitem{b51c} I. Kisel et al., Cellular automaton and elastic net for event reconstruction |
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159 | in the NEMO-2 experiment, {\bf Nucl. Inst. and Meth. A387} (1997) 433-442. |
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160 | |
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161 | \bibitem{b52} J.E Campagne, Neutrino Oscillations From Pion Decay In Flight. LAL-97-03, {\bf Phys. Lett. B400} (1997) 135-144. |
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162 | \end{thebibliography} |
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163 | \end{document} |
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